天门冬氨酸热裂解行为对卷烟烟气成分的影响

郑宏伟+刘新建+崔伟+崔宁+苏海建+李洪涛++张帅+曹守涛+

摘要：为了研究卷烟中天门冬氨酸的热裂解行为对卷烟烟气成分的影响，采用在线热裂解－气相色谱／质谱联用技术（Ｐｙ－ＧＣ／ＭＳ），分析天门冬氨酸在不同温度下的热裂解行为，将裂解产物直接引入气相色谱－质谱联用仪，对裂解产物进行定性分析，并用面积归一法定量分析。结果表明，天门冬氨酸裂解产物中主要包括胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质，其中含量较高的物质是２，５－吡咯二酮。天门冬氨酸热裂解产生了一些含氮杂环类化合物，可增强卷烟的烤甜、焦甜香气。随着裂解温度的升高，裂解越来越复杂，产生了大量的含氮化合物，有助于保持烟气适当的生理强度和浓度，但也会使烟气刺激性增强，同时会产生一些具有毒性的氢氰酸、腈类和亚硝胺类化合物。可为天门冬氨酸在卷烟中的应用提供了理论依据。

关键词：天门冬氨酸；烟草；热裂解；Ｐｙ－ＧＣ／ＭＳ

中图分类号：ＴＳ４１＋１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０14）09－2149-04

Effects ｏｆ Ａｓｐａｒｔｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ Ｂｅｈａｖｉｏｒ on Ｓｍｏｋｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ

ＺＨＥＮＧ Ｈｏｎｇ－ｗｅｉ１， ＬＩＵ Ｘｉｎ－ｊｉａｎ２， ＣＵＩ Ｗｅｉ１， ＣＵＩ Ｎｉｎｇ１， ＳＵ Ｈａｉ－ｊｉａｎ１， ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｔａｏ１， ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕａｉ１， ＣＡＯ Ｓｈｏｕ－ｔａｏ１， ＭＡ Ｚｈｅｎ１， ＷＡＮＧ Ｑｉａｎｇ１， ＬＩ Ｙｕ－ｈｕｉ１， ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ－ｈｕｉ3

（１．Ｃｈｉｎａ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｊｉｎａｎ ２５００１３， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｅｔｓｏｎｇ（Ｑｉｎｇｄａｏ） Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６１００， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ；３．Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Tabacco Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． Ｈａｅｒｂｉｎ １５００００， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐｙ－ＧＣ／ＭＳ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ effects ｏｆ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ. Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓａｔｅｓ ｏｆ ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｔ ｔｈｒｅｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ３００， ６００ ａｎｄ ９００ ℃． Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓａｔｅｓ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｎｔｏ ＧＣ／ＭＳ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｂｙ ａｒｅａ ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓａｔｅｓ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅd ａｍｉｎｅｓ ａｎｄ ａｍｉｄｅｓ， ｋｅｔｏｎｅｓ， ａｃｉｄｓ， ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ， ｅｔｃ， with ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ of ２，５－ｐｙｒｒｏｌｅ ｄｉｋｅｔｏｎｅ． Ｓｏｍｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｐｙｒｏｌｙｓａｔｅｓ ｏｆ ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ａｒｏｍａ ｗｉｔｈ ｒｏａｓｔｅｄ ｓｗｅｅｔ ａｒｏｍａ ａｎｄ ｃａｒａｍｅｌ ａｒｏｍａ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓａｔｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ. Lａｒｇｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｍｏｋｅ. Hｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｈａｒｓｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｒｒｉｔａｎｃｙ ｏｆ ｓｍｏｋｅ ｗｅｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ. Tｈｅ ｔｏｘｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｃｙａｎｉｄｅ， ｎｉｔｒｉｌｅｓ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｓａｍｉｎｅ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ． It will ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｒｏｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｉｇａｒｅｔｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ； ｔｏｂａｃｃｏ； ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ； Ｐｙ－ＧＣ／ＭＳ

烟草中的氨基酸是与品质有密切关系的重要化学成分，氨基酸和糖类可以发生非酶棕化反应，燃烧会产生多种具有烘烤香味特征的氮杂环化合物。一般而言，适量的氨基酸能够提高烟气劲头和增加丰满度。由于燃烧时氨基酸会生成氨等含氮化合物，氨基酸含量过高，会使烟气味苦、辛辣、刺激性强烈［１，２］。天门冬氨酸可作为氨解毒剂、疲劳恢复剂、肝机能促进剂等存在于药品中，在白肋烟烟叶中有较高的含量［３－５］。

热裂解分析技术始于２０世纪７０年代，随着仪器不断更新，逐步实现了热裂解气相色谱质谱（Ｐｙ－ＧＣ／ＭＳ）联用技术，该项技术成为一种有效预测燃烧产物的技术，并逐渐应用到烟草研究中［６－８］。目前对氨基酸的热裂解行为研究较少，天门冬氨酸作为卷烟中重要的氨基酸，采用热裂解－气相色谱／质谱联用模拟卷烟燃烧过程，对天门冬氨酸在不同温度下的热裂解产物进行分析，以期为卷烟燃烧过程中天门冬氨酸对卷烟品质的影响研究提供参考，也对卷烟新产品开发具有一定的指导意义。

１材料与方法

１．１材料、试剂与仪器

天门冬氨酸（纯度≥９９％，Ａｃｒｏｓ 公司）；Ａｇｉｌｅｎｔ ６８９０ＧＣ－５９７３ＭＳ型气相色谱－质谱联用仪（美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司）；ＣＤＳ ５０００型热裂解仪（美国ＣＤＳ公司）。

１．２方法

１．２．１裂解方法称取２ ｍｇ天门冬氨酸样品，放入裂解专用石英管中，两端塞入石英棉，再置于热裂解仪的裂解头加热丝中。裂解升温程序为：初始温度为４０ ℃，以２０ ℃／ｍｓ升到３００、６００、９００ ℃，持续１０ ｓ。在氦气热裂解氛围中，之后裂解产物导入ＧＣ－ＭＳ 进行分析。

１．２．２仪器条件气相色谱／质谱条件：ＤＢ－５ＭＳ 弹性石英毛细管色谱柱（３０ ｍ×０．２５ ｍｍ×０．２５ μｍ）；进样口温度，２６０ ℃；进样量，１ μＬ；载气，氦气；升温程序，５０ ℃保持２ ｍｉｎ，然后以５ ℃／ｍｉｎ升到２８０ ℃，保持１０ ｍｉｎ；分流比，５０∶１。

质谱条件：离子源温度，２３０ ℃；ＥＩ源电子能量，７０ ｅＶ；质量扫描范围，３０－５５０ ａｍｕ；传输线温度，２８０ ℃。

２结果与分析

在卷烟的燃烧过程中，燃烧中心是在无氧的裂解状态中，通常温度为７００～９００ ℃，裂解区附近的温度为４００～７００ ℃，靠近抽吸端的蒸馏区温度通常低于４００ ℃。因此，选择在烟草裂解研究最具代表性的３个温度段，即低温热裂解３００ ℃，中温热裂解６００ ℃，高温热裂解９００ ℃作为热裂解研究温度。３００、６００、９００ ℃时天门冬氨酸的裂解产物总离子流图分别见图１至图３。由谱图可以得到特征化合物峰的强度。

２．１不同裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响

用质谱法对裂解产物进行定性分析，并用面积归一法测定裂解产物的百分含量，结果见表 １。

表１ 列出了天门冬氨酸在不同温度下热裂解产物的相对含量。从总体分析， 天门冬氨酸的热裂解产物主要是胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质。氦气氛围中天门冬氨酸分别在３００、６００和９００ ℃时产生１３、２１和４７种裂解产物，裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响十分显著，在３００ ℃天门冬氨酸几乎不裂解，且色谱峰的离子丰度很低，说明裂解产物含量很低，在保留时间为６１．４４ ｍｉｎ时才开始出第一个裂解峰，未能裂解成小分子化合物，产生含量最多的是２，４－二氨基－６－苯基－Ｓ－三嗪（４０．３２％）和５－甲基胞嘧啶（２２．５９％）；在６００ ℃时，裂解加剧，产物变得复杂，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６５．４３％）、环氧乙烷（１０．７３％）和１－乙基吡咯烷－２，５－二酮（４．６８％）；当温度达到９００ ℃时，产生更多的裂解产物，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６２．８１％）、环氧乙烷（６．６３％）和丙烯酸（６．１２％）。

２．２裂解所产生的主要致香成分和有害成分

天门冬氨酸的热裂解产生了一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟香气的甜烤香、焦糖香气，如２，５－吡咯二酮具有甜香香气，２－甲基吡咯具有焦糖香的气味；天门冬氨酸裂解产生的有机酸，如乙酸和丙烯酸能降低刺激，产生令人满意的气味。３００ ℃时热裂解产生少量的５－硝基苯并呋喃、２－甲基－５－硝基苯并咪唑、萘并［２，１－Ｆ］喹啉等具有致癌作用的亚硝胺类化合物。随裂解温度升高，温度大于６００ ℃时热裂解产生一些氢氰酸和腈类物质，对人体极为有害，产生的丙烯腈、２－戊烯腈会提高卷烟的辛辣气味。温度达到９００ ℃时裂解产生大量的含氮化合物，其可以保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气粗糙、刺激性增强，如邻苯二甲酰亚胺和４－羟基吲哚等。

３小结

分析了天门冬氨酸在３００、６００和９００ ℃ ３个温度的热裂解产物，天门冬氨酸裂解产物主要包括胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质，其中含量较高的物质是２，５－吡咯二酮，天门冬氨酸热裂解产生的一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟甜烤香、焦糖香气。随裂解温度的升高，裂解越来越复杂，产生了大量的含氮化合物，有助于保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气刺激性增强，产生一些有毒的氢氰酸、腈类和亚硝胺类化合物。通过对裂解产物的鉴定和主要裂解产物致香成分和有害成分的分析，为卷烟燃烧过程中天门冬氨酸对卷烟抽吸品质的影响提供了理论依据。

参考文献：

［１］ 周冀衡，朱小平，王彦亭，等．烟草生理与生物化学［Ｍ］．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９６．

［２］ 金闻博．烟草化学［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９８７．

［３］ 章思规．精细有机化学品技术手册［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９１．

［４］ ＦＲＡＮＫＥ Ｍ， ＬＩＷＳＣＨＩＴＺ Ｙ， ＡＭＩＥ Ｙ． Ａ ｎｅｗ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＬ－ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄ ａｎｄ ＤＬ－ａｓｐａｒａｇｉｎｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｉｒ Ｎ－ｂｅｎｙｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｊ Ａｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ，１９５３（７５）：３３０－３３２．

［５］ ＳＡＰＲＯＮＯＶ Ｎ Ｓ， ＫＡＭＲＩ Ｍ， ＰＩＯＴＲＯＶＳＫＹ Ｌ Ｂ． Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ＤＬ－Ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｂａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｐｈａｒｍａｃｏｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｅｈａｖ，１９９7，7（S2）：２７８－２８５．

［６］ ＳＣＨＭＥＬＴＺ Ｉ．，ＳＣＨＯＬＯＴＺＨＡＵＥＲ Ｗ． Ｂｅｎｚｏ［ａ］ ｐｙｒｅｎｅ， ｐｈｅｎｏｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ， （d，l）ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｎａｔｕｒｅ，１９６８， ２１９（５１５２）：３７０－３７１．

［７］ ＪＥＮＫＩＮＳ Ｒ， ＮＥＷＭＡＮ Ｐ，ＣＨＡＮＳ Ｍ． Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＩＩ． Ｓｍｏｋｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｅｄ １４ Ｃ－ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｂｅｉｔｒ Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ Ｉｎｔ，１９７０（５）：２９９－３０１．

［８］ ＲＩＣＨＡＲＤ Ｒ，ＬＯＵＩＳＥ Ｊ． Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｏｏ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，２００４，７１（１）：２２３－３１１．

２．１不同裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响

用质谱法对裂解产物进行定性分析，并用面积归一法测定裂解产物的百分含量，结果见表 １。

表１ 列出了天门冬氨酸在不同温度下热裂解产物的相对含量。从总体分析， 天门冬氨酸的热裂解产物主要是胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质。氦气氛围中天门冬氨酸分别在３００、６００和９００ ℃时产生１３、２１和４７种裂解产物，裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响十分显著，在３００ ℃天门冬氨酸几乎不裂解，且色谱峰的离子丰度很低，说明裂解产物含量很低，在保留时间为６１．４４ ｍｉｎ时才开始出第一个裂解峰，未能裂解成小分子化合物，产生含量最多的是２，４－二氨基－６－苯基－Ｓ－三嗪（４０．３２％）和５－甲基胞嘧啶（２２．５９％）；在６００ ℃时，裂解加剧，产物变得复杂，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６５．４３％）、环氧乙烷（１０．７３％）和１－乙基吡咯烷－２，５－二酮（４．６８％）；当温度达到９００ ℃时，产生更多的裂解产物，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６２．８１％）、环氧乙烷（６．６３％）和丙烯酸（６．１２％）。

２．２裂解所产生的主要致香成分和有害成分

天门冬氨酸的热裂解产生了一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟香气的甜烤香、焦糖香气，如２，５－吡咯二酮具有甜香香气，２－甲基吡咯具有焦糖香的气味；天门冬氨酸裂解产生的有机酸，如乙酸和丙烯酸能降低刺激，产生令人满意的气味。３００ ℃时热裂解产生少量的５－硝基苯并呋喃、２－甲基－５－硝基苯并咪唑、萘并［２，１－Ｆ］喹啉等具有致癌作用的亚硝胺类化合物。随裂解温度升高，温度大于６００ ℃时热裂解产生一些氢氰酸和腈类物质，对人体极为有害，产生的丙烯腈、２－戊烯腈会提高卷烟的辛辣气味。温度达到９００ ℃时裂解产生大量的含氮化合物，其可以保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气粗糙、刺激性增强，如邻苯二甲酰亚胺和４－羟基吲哚等。

３小结

分析了天门冬氨酸在３００、６００和９００ ℃ ３个温度的热裂解产物，天门冬氨酸裂解产物主要包括胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质，其中含量较高的物质是２，５－吡咯二酮，天门冬氨酸热裂解产生的一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟甜烤香、焦糖香气。随裂解温度的升高，裂解越来越复杂，产生了大量的含氮化合物，有助于保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气刺激性增强，产生一些有毒的氢氰酸、腈类和亚硝胺类化合物。通过对裂解产物的鉴定和主要裂解产物致香成分和有害成分的分析，为卷烟燃烧过程中天门冬氨酸对卷烟抽吸品质的影响提供了理论依据。

参考文献：

［１］ 周冀衡，朱小平，王彦亭，等．烟草生理与生物化学［Ｍ］．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９６．

［２］ 金闻博．烟草化学［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９８７．

［３］ 章思规．精细有机化学品技术手册［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９１．

［４］ ＦＲＡＮＫＥ Ｍ， ＬＩＷＳＣＨＩＴＺ Ｙ， ＡＭＩＥ Ｙ． Ａ ｎｅｗ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＬ－ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄ ａｎｄ ＤＬ－ａｓｐａｒａｇｉｎｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｉｒ Ｎ－ｂｅｎｙｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｊ Ａｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ，１９５３（７５）：３３０－３３２．

［５］ ＳＡＰＲＯＮＯＶ Ｎ Ｓ， ＫＡＭＲＩ Ｍ， ＰＩＯＴＲＯＶＳＫＹ Ｌ Ｂ． Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ＤＬ－Ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｂａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｐｈａｒｍａｃｏｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｅｈａｖ，１９９7，7（S2）：２７８－２８５．

［６］ ＳＣＨＭＥＬＴＺ Ｉ．，ＳＣＨＯＬＯＴＺＨＡＵＥＲ Ｗ． Ｂｅｎｚｏ［ａ］ ｐｙｒｅｎｅ， ｐｈｅｎｏｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ， （d，l）ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｎａｔｕｒｅ，１９６８， ２１９（５１５２）：３７０－３７１．

［７］ ＪＥＮＫＩＮＳ Ｒ， ＮＥＷＭＡＮ Ｐ，ＣＨＡＮＳ Ｍ． Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＩＩ． Ｓｍｏｋｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｅｄ １４ Ｃ－ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｂｅｉｔｒ Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ Ｉｎｔ，１９７０（５）：２９９－３０１．

［８］ ＲＩＣＨＡＲＤ Ｒ，ＬＯＵＩＳＥ Ｊ． Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｏｏ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，２００４，７１（１）：２２３－３１１．

２．１不同裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响

用质谱法对裂解产物进行定性分析，并用面积归一法测定裂解产物的百分含量，结果见表 １。

表１ 列出了天门冬氨酸在不同温度下热裂解产物的相对含量。从总体分析， 天门冬氨酸的热裂解产物主要是胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质。氦气氛围中天门冬氨酸分别在３００、６００和９００ ℃时产生１３、２１和４７种裂解产物，裂解温度对天门冬氨酸裂解产物的影响十分显著，在３００ ℃天门冬氨酸几乎不裂解，且色谱峰的离子丰度很低，说明裂解产物含量很低，在保留时间为６１．４４ ｍｉｎ时才开始出第一个裂解峰，未能裂解成小分子化合物，产生含量最多的是２，４－二氨基－６－苯基－Ｓ－三嗪（４０．３２％）和５－甲基胞嘧啶（２２．５９％）；在６００ ℃时，裂解加剧，产物变得复杂，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６５．４３％）、环氧乙烷（１０．７３％）和１－乙基吡咯烷－２，５－二酮（４．６８％）；当温度达到９００ ℃时，产生更多的裂解产物，相对含量较高的是２，５－吡咯二酮（６２．８１％）、环氧乙烷（６．６３％）和丙烯酸（６．１２％）。

２．２裂解所产生的主要致香成分和有害成分

天门冬氨酸的热裂解产生了一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟香气的甜烤香、焦糖香气，如２，５－吡咯二酮具有甜香香气，２－甲基吡咯具有焦糖香的气味；天门冬氨酸裂解产生的有机酸，如乙酸和丙烯酸能降低刺激，产生令人满意的气味。３００ ℃时热裂解产生少量的５－硝基苯并呋喃、２－甲基－５－硝基苯并咪唑、萘并［２，１－Ｆ］喹啉等具有致癌作用的亚硝胺类化合物。随裂解温度升高，温度大于６００ ℃时热裂解产生一些氢氰酸和腈类物质，对人体极为有害，产生的丙烯腈、２－戊烯腈会提高卷烟的辛辣气味。温度达到９００ ℃时裂解产生大量的含氮化合物，其可以保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气粗糙、刺激性增强，如邻苯二甲酰亚胺和４－羟基吲哚等。

３小结

分析了天门冬氨酸在３００、６００和９００ ℃ ３个温度的热裂解产物，天门冬氨酸裂解产物主要包括胺和酰胺类、酮类、酸类、氮杂环类等物质，其中含量较高的物质是２，５－吡咯二酮，天门冬氨酸热裂解产生的一些氮杂环类化合物，可以提供给卷烟甜烤香、焦糖香气。随裂解温度的升高，裂解越来越复杂，产生了大量的含氮化合物，有助于保持烟气适当的生理强度和烟气浓度，但同时也会使烟气刺激性增强，产生一些有毒的氢氰酸、腈类和亚硝胺类化合物。通过对裂解产物的鉴定和主要裂解产物致香成分和有害成分的分析，为卷烟燃烧过程中天门冬氨酸对卷烟抽吸品质的影响提供了理论依据。

参考文献：

［１］ 周冀衡，朱小平，王彦亭，等．烟草生理与生物化学［Ｍ］．合肥：中国科学技术大学出版社，１９９６．

［２］ 金闻博．烟草化学［Ｍ］．北京：清华大学出版社，１９８７．

［３］ 章思规．精细有机化学品技术手册［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９１．

［４］ ＦＲＡＮＫＥ Ｍ， ＬＩＷＳＣＨＩＴＺ Ｙ， ＡＭＩＥ Ｙ． Ａ ｎｅｗ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＤＬ－ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄ ａｎｄ ＤＬ－ａｓｐａｒａｇｉｎｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｉｒ Ｎ－ｂｅｎｙｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｊ Ａｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ，１９５３（７５）：３３０－３３２．

［５］ ＳＡＰＲＯＮＯＶ Ｎ Ｓ， ＫＡＭＲＩ Ｍ， ＰＩＯＴＲＯＶＳＫＹ Ｌ Ｂ． Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ ｏｆ ｓｏｍｅ ｎｅｗ ＤＬ－Ａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｂａｔｉｖｅｓ［Ｊ］． Ｐｈａｒｍａｃｏｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｅｈａｖ，１９９7，7（S2）：２７８－２８５．

［６］ ＳＣＨＭＥＬＴＺ Ｉ．，ＳＣＨＯＬＯＴＺＨＡＵＥＲ Ｗ． Ｂｅｎｚｏ［ａ］ ｐｙｒｅｎｅ， ｐｈｅｎｏｌｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ， （d，l）ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｎａｔｕｒｅ，１９６８， ２１９（５１５２）：３７０－３７１．

［７］ ＪＥＮＫＩＮＳ Ｒ， ＮＥＷＭＡＮ Ｐ，ＣＨＡＮＳ Ｍ． Ｃｉｇａｒｅｔｔｅ ｓｍｏｋｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＩＩ． Ｓｍｏｋｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｅｄ １４ Ｃ－ｍｅｎｔｈｏｌ［Ｊ］． Ｂｅｉｔｒ Ｔａｂａｋｆｏｒｓｃｈ Ｉｎｔ，１９７０（５）：２９９－３０１．

［８］ ＲＩＣＨＡＲＤ Ｒ，ＬＯＵＩＳＥ Ｊ． Ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｏｂａｃｏｏ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，２００４，７１（１）：２２３－３１１．